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Instituto Superior de Educación Rural - ISER“Formamos profesionales de calidad para el

desarrollo social humano”

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Pamplona, Norte de Santander

PRÁCTICA 1: COMPOSICION Y DESCOMPOSICION DE FUERZA.

Nombre de la asignatura: LABORATORIO DE FISICA MECANICA

1. NORMAS DE SEGURIDAD

El encargado de laboratorio y el docente de la asignatura antes de comenzar a desarrollar cada práctica indicaran las normas de seguridad y recomendaciones para el uso correcto de los equipos requeridos.

2. OBJETIVOS

Manejar el dinamómetro. Usar el dinamómetro para la determinación del peso de un cuerpo. Establecer el valor de resultante de dos fuerzas que forman entre si un ángulo recto.3. MATERIALES Y RECURSOS FÍSICOS

Maleta Mecánica MA2CANTIDAD NOMBRE OBSERVACIONES

1 Mesa de fuerzas con base de soporte3 Colgadores de pesas 3 Sujetadores con poleas3 Porte pesas con juego de pesas1 Aro de plástico3 Hojas de papel milimetrado Traerlas1 Dinamómetro de 10 N

4. MARCO TEÓRICO

La figura muestra un diagrama de dos fuerzas F1 y F2 concurrentes actuando en el punto A.

La fuerza equilibrante Fe es una fuerza que es igual en magnitud y opuesta a la fuerza resultante Fr necesaria para mantener el sistema en equilibrio.

La fuerza resultante se determina por la suma vectorial de los vectores de fuerza F1 y F2. Utilizando la descomposición vectorial la fuerza resultante está dada

Fr=∑ Fx i+∑ Fy j (1)Con los ángulos θ1 y θ2 hallamos las componentes rectangulares de cada fuerza respecto de la horizontal.

∑ Fxi=F1Cosθ1+F 2Cos θ2 y ∑ Fxi=F1 Senθ1+F2 Senθ2 (2)La magnitud del vector de fuerza resultante es dada por:

Fr=√ΣF x2+ΣF y2 (3)






La dirección de vector de fuerza θr está dada por la ecuación: θr=Tan−1∑ Fy

∑ Fx (4)El vector que indica la magnitud y la dirección de la fuerza total que actúa sobre el punto A se denomina fuerza resultante Fr. Gráficamente se utiliza el método del paralelogramo para encontrar la Fuerza resultante, donde la diagonal del paralelogramo representa la fuerza resultante Fr, que es la suma de F1 y F2.

Recuerde que la dirección de la fuerza resultante θres 180° menos que la dirección θe de la fuerza equilibrante.

TALLER.

4.1. Desarrollar un ejemplo de cómo hallar la fuerza resultante y dirección de la suma de dos vectores o fuerza mediante el método de componentes rectangulares.

5. PROCEDIMIENTO

Primer proceso5.1. Haz el montaje de la figura 2. De manera que la dirección de la cuerda de la fuerza F1 que va a la polea del lado derecho forme un ángulo θ1 de 00 con la horizontal, y coloque sobre el porta pesas masas entre 50 gr y 200 gramos. 5.2. Similarmente con la cuerda de la fuerza F2 que va a la polea de la izquierda forme un ángulo θ2 entre 900 y 1800 con la horizontal y coloque sobre el porta pesas masas entre 50 gr y 190 gramos. 5.3. Ahora coloque masas entre 50 gr y 200gr sobre el porta pesas de la cuerda de la fuerza equilibrante Fe de la parte superior de la mesa de modo que esta forme un ángulo θe entre 900 y 1800 con la horizontal.

5.4. Gírela la polea sujetadora de cada fuerza a ángulos con respecto a la horizontal (eje X) hasta que quede centrado el anillo con en centro de la mesa donde concurren las tres fuerzas y el circulo dibujado sobre la mesa. Registre los ángulos en la tabla 1.

Favor calibrar el dinamómetro antes de realizar las medidas5.5. Con el dinamómetro mida los pesos o fuerzas de las masas que hay sobre cada porta pesas. Registre los pesos en la tabla1. ( F1 = m1.g, F2 = m2.g, Fe = m3.g)5.6. Elabore la gráfica en papel milimetrado de la descomposición vectorial de las fuerzas F1, F2 y Fe y sus

ángulos para el proceso. Agregarla al final del informe.Segundo proceso

5.7. Con los pesos anteriores sobre los porta pesas la derecha F1 y el de la izquierda F2, varié todos los ángulos de posición de los sujetadores de las poleas, de modo que las fuerzas F1 y F2 con la fuerza equilibrante Fe queden en equilibrio. Registre en la tabla 1 la medida de los θ1, θ2 y θe que forman las fuerzas con la horizontal y los pesos medidos con el dinamómetro.

Tercer proceso5.8. Varié los ángulos anteriores y coloque pesas de 100gr en el porta pesas de la derecha y 150 gr en el porta pesas de la izquierda, Ahora coloque masas entre 50 gr y 200gr sobre el porta pesas de la cuerda de la fuerza






equilibrante Fe de la parte superior de la mesa y gírela la cuerda de la fuerza equilibrante un ángulo θe con la horizontal hasta que quede centrado el anillo donde concurren las tres fuerzas con en centro de la mesa y el circulo dibujado sobre la mesa. Registre los ángulos en la tabla 1. Tome la medida de los ángulos θ1, θ2 y θe que forman las fuerzas respecto de la horizontal. Cuando el sistema esté en equilibrio.

Cuarto proceso5.9. Varié los ángulos anteriores y coloque pesas de 80 gr en el porta pesas de la derecha y 140 gr en el porta pesas de la izquierda, Ahora coloque masas entre 50 gr y 200gr sobre el porta pesas de la cuerda de la fuerza equilibrante Fe de la parte superior de la mesa y gírela la cuerda de la fuerza equilibrante un ángulo θe con la horizontal hasta que quede centrado el anillo donde concurren las tres fuerzas con en centro de la mesa y el circulo dibujado sobre la mesa. Registre los ángulos en la tabla 1. Tome la medida de los ángulos θ1, θ2 y θe que forman las fuerzas respecto de la horizontal. Cuando el sistema esté en equilibrio.

Quinto proceso5.10. Varié los ángulos anteriores y coloque pesos de 150 gr en el porta pesas de la derecha y 210 gr en el porta pesas de la izquierda, Ahora coloque masas entre 50 gr y 200gr sobre el porta pesas de la cuerda de la fuerza equilibrante Fe de la parte superior de la mesa y gírela la cuerda de la fuerza equilibrante un ángulo θe con la horizontal hasta que quede centrado el anillo donde concurren las tres fuerzas con en centro de la mesa y el circulo dibujado sobre la mesa. Registre los ángulos en la tabla 1. Tome la medida de los ángulos θ1, θ2 y θe que forman las fuerzas respecto de la horizontal. Cuando el sistema esté en equilibrio.

LAS TABLAS SE COMPLETAN DESARROLLANDO EL CUESTINARIO

“Al terminar la toma de datos no dejar los porta pesas colgados, colocar los porta pesas con las pesas sobre la mesas de fuerzas”

6. CUESTIONARIO Y EVALUACION.6.1. Calcule las componentes rectangulares de las fuerzas F1 y F2 (tenga en cuenta los signos de cada componente) y regístrelos resultados en la tabla 1.6.2. Halle la fuerza resultante en ΣFx y ΣFy, usando la ecuación (2) y registre los resultados en la tabla1.

Tenga en cuenta el signo que corresponde a cada componente respecto dela horizontal.6.3. Calcule la fuerza resultante Fr en cada proceso de la suma de las fuerza F1 y F2 con la ecuación (3). Registre los resultados en la tabla 1. 6.4. Compare cada fuerza resultante Fr en cada proceso con las fuerzas Fe medida en el dinamómetro, como son los resultados.6.5. Halle el error relativo porcentual entre la fuerza resultante y la fuerza equilibrante en cada proceso. Registre los

resultados en la tabla1. Er%=

|Fr−Fe|Fe

x100 %

6.6. Calcule la dirección de la fuerza resultante experimental θrExp para cada proceso respecto de la horizontal. Con ayuda de la ecuación (4). Registre los resultados en la tabla 1. .

6.7. Calcule relación en la dirección de la fuerza resultante y el ángulo equilibrante con la ecuación θr=1800−θe en cada caso, registre los resultados en la tabla.

7. ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS

7.1. Se cumple relación. θr=1800−θe en cada caso, Cuáles pueden ser la fuente de error entre estos resultados, 7.2. Al comparar los resultados de la fuerza resultante y la fuerza equilibrante. ¿Cómo son los resultados?, al descomponer vectorialmente las fuerzas que se pudo comprobar.






7.3. Cuáles fueron las principales fuentes de error en el desarrollo de la práctica.

8. CONCLUSIONES.

Las conclusiones deben estar de acuerdo con los resultados obtenidos.

9. BIBLIOGRAFIA

Laboratorios ENOSA, M.A-2-MECANICA. Unesco.1968. España. Física para ingenieros Serway. Vol 1. Serway R (1997). Física, Vol. I Cuarta Edición. Editorial McGraw Hill Interamericana: México Tipler, P (1985). Física, Vol. I. segunda edición. Editorial Reverte: España. Sears, Z. Young y Feedman (1996) Física Universitaria, Vol. I Novena Edición. Editorial Addison Wesley

Longman: México. Resnick, R. Halliday, D y Krane K. (2000). Física Vol. I, Cuarta Edición. Compañía Editorial continental. Física Recreativa. http:/www.fisicarecreativa.com.

Edición de las prácticas: M.Sc. NELSON ANTONIO GALVIS JAIMES.

Tabla 1. Descomposición vectorial.

Proc

esos

ÁngulosMedidos en

grados

F1(N

)

F2(N

).

F e(N

).

Componentes de las fuerzas (N) ∑ Fx

(N)∑ Fy

(N)|Fr|(N)

ΘrExp

θr Er%F(N).

θ1 θ2 θe

1

2

3

4

5

http://www.fisicarecreativa.com/

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